Уличные светильники на солнечных батареях: виды фонарей, принцип работы и применение в ландшафтном дизайне

Уличные светильники на солнечных батареях в саду

При оформлении садовой территории встает вопрос, как осветить ее отдельные участки и зоны. Садовые фонари используются по прямому назначению (освещение главного входа, тропинок), а также служат для декорирования приусадебного участка.

Постоянно применять для этих целей дорогое электрическое освещение не очень выгодно, но есть простой выход — установить уличные светильники на солнечных батареях. Они экономичны и не требуют подключения к электросети.

Преимущества и недостатки светильников

Фонари уличные на солнечных батареях по праву можно считать прорывом передовых технологий в светотехнике. Они используют в своей работе энергию дневного света, позволяют не переплачивать за электричество, являются совершенно безвредными для людей и окружающей среды. Эти светильники компактны и удобны в использовании, работают без проводов, это существенно упрощает их размещение в любом уголке сада.

Простота установки светильников не требует больших расходов, а длительный срок службы дает возможность быстро окупить затраты на их покупку. Фонари работают в автоматическом режиме, нет необходимости включать и выключать их.

Большой выбор моделей позволяет подобрать их для освещения практически любой точки участка. Имеются фонари, которые можно закреплять на высоте и без труда убирать в конце дачного сезона.

Многие модели рассчитаны на эксплуатацию в любое время года, они защищены от влаги и не требуют особого ухода. Достаточно время от времени стирать с них пыль.

К недостаткам таких фонарей можно отнести их постоянную зависимость от солнечного света. В крайне холодную погоду или при длительной жаре аккумулятор может давать сбой.

Устройство и принцип работы

Яркость прибора зависит от количества светодиодных ламп, а продолжительность работы — от емкости аккумулятора. Чтобы работа уличных светильников не разочаровала, все это необходимо учитывать при покупке.

Автономные фонари имеют простое устройство:

1. Солнечная батарея. Преобразует энергию солнца в электрический ток.
2. Светодиодная лампа. Бывает холодного или желтого (теплого) свечения. Бывают динамические модели с постепенным переходом от одного цвета до другого.
3. Аккумулятор. Днем накапливает напряжение, а ночью отдает.
4. Контроллер. Служит для преобразования напряжения.
5. Фотоэлемент. Необходим для автоматического включения или выключения света.
6. Корпус и детали крепежа.

Дополнительно светильники могут быть укомплектованы датчиками движения и регулировки уровня освещенности. Некоторые модели имеют звуковые эффекты.

Приборы работают по такому принципу: батарея преобразует энергию, исходящую от солнца, в электрический ток, который, в свою очередь, заряжает аккумулятор. После наступления темноты в фонаре срабатывает фотоэлемент, и прибор начинает работать в режиме рассеянного свечения.

Садовые фонари имеют не очень большую емкость аккумулятора, при условии полной зарядки они проработают не более 8−9 часов. Летом этого достаточно для освещения территории в ночное время. В осенний период световой день сокращается, фонари могут разрядиться до рассвета.

Нецелесообразно устанавливать солнечные фонари в тенистых участках сада, здесь они попросту не смогут зарядиться.

Виды садовых фонарей

Ландшафтные светильники устанавливают не только из практических соображений, но и для архитектурного украшения участка. Возможности солнечных фонарей в оформлении пространства безграничны:

1. Болларды. Фонари на столбиках часто можно встретить на улицах городов. Их используют для освещения площадок рядом с театрами, музеями, концертными залами. На дачном участке такими фонарями освещают дорожки, крыльцо дома, подъездные пути. Как правило, на даче болларды устанавливаются на летний период, а на зиму их заносят в подсобное помещение, чтобы сохранить аккумулятор.
2. Газонные. Маленькие фонари, преимущественно используются для декоративной подсветки газонов, цветников, второстепенных дорожек в саду. Также они применяются для дополнительной подсветки растений, которым для нормального роста необходим продолжительный световой день.
3. Фасадные. Крепятся на стену строения. Акцентируют внимание на каких-либо интересных деталях строений, служат для подсветки определенных участков рядом с домом. Для таких фонарей приходится выбирать солнечные участки. Только в этом случае они будут работать в полную силу.
4. Подвесные. Этими фонарями оформляют беседки, детские зоны, патио, развешивают на деревьях над скамейками. Они часто используются для декоративного оформления участка перед праздниками. Небольшие подвесные фонарики, развешанные на елке вместо шаров в предновогодние праздники, добавят садовой территории волшебства и очарования.
5. Декоративные. Светильники, выполненые в виде сказочных персонажей, камней, фигур животных, геометрических фигур. Главное предназначение у них — декоративное оформление территории. Поэтому свет у них мягкий, приглушенный. Декоративными светильниками оборудуют мостики, альпийские горки, фонтаны, небольшие пруды, экзотические деревья или интересные кустарники.
6. Плавающие. Изготавливаются специально для декорирования. Эти фонари дрейфуют по поверхности бассейнов и водоемов, освещают всю водную гладь. Не требуют монтажа, часто применяются для декорирования каркасных бассейнов.

Необходимо помнить, что декоративные светильники оборудуются не очень мощными аккумуляторами, которые в сильный мороз могут отключиться. На зиму желательно убирать эти приборы в помещение.

Условия эксплуатации приборов

Оборудуя территорию садового участка осветительными приборами, каждый хозяин рассчитывает, что все они прослужат долго и сохранят презентабельный вид. Для этого необходимо четко соблюдать требования по эксплуатации.

Нельзя размещать рядом с водоемами светильники, не предназначенные для установки на участке с большой влажностью. Только плавающие фонари имеют высокую герметичность, позволяющую им контактировать с водой.

Работа светильников полностью зависит от попадания солнечных лучей на поверхность батареи, поэтому приборы необходимо регулярно протирать от пыли.

По завершении сезонных работ до наступления зимних холодов, фонари убирают в помещение, извлекают аккумулятор и оставляют до весны при комнатной температуре.

Грамотно подобранные осветительные приборы украшают фасады, дорожки и водоемы и придают садовому участку особое очарование и уют.

Садовые фонари на солнечных батареях

Сегодня на садовых участках все встречаются фонари или светильники, которые работают на солнечных батареях. Садоводы смело применяют их в ландшафтном дизайне и в виде дополнительного освещения отдельных участков сада. Солнечные светильники целесообразно применять в тех ситуациях, когда нет возможности провести электрическое освещение или его обустройство экономически невыгодно.

Как устроены фонари на солнечных батареях?

В солнечных светильниках можно выделить следующие элементы:

• батарея-накопитель;
• светодиод-полупроводник, который излучает видимый свет, когда по нему проходит электрический ток;
• электрический аккумулятор;
• датчик освещенности;
• микросхема (микропроцессор или транзистор) — управляет свечением светодиода в зависимости от силы напряжения и отключает его при разрядке батареи до определенного уровня;
• фотоэлемент — включает светильник и преобразует энергию света в электрическую энергию.

Солнечная батарея под воздействием ультрафиолета вырабатывает электрический ток и заряжает им аккумулятор, который в свою очередь в темное время суток питает светодиод.

При полном заряде аккумулятора солнечные фонари работают 8 часов. Причем работа светильника не зависит от погодных условий, потому что ультрафиолет проникает сквозь облака. Только поздней осенью аккумулятор фонаря не может зарядиться полностью. Это связано с тем, что световой день становится короче. Даже в таких условиях светильники будут работать, правда, немного меньше.

Основные характеристики садовых солнечных фонарей

Солнечные светильники можно объединить в три группы по следующим характеристикам:

1. Особенности дизайна и конструкции. Они в свою очередь разделяются на:
   • болларды. Они выполнены в виде столбиков и являются эффектным элементом в садовом дизайне;
   • встраиваемые в ступени лестницы;
   • используемые для подсветки водоемов. Такие светильники погружаются в воду;
   • используемые в декоративном оформлении цветников и клумб. Днем светильники сливаются с растениями, а с наступлением темноты акцентируют внимание на цветочных композициях;
   • используемые для подсветки отдельно стоящих деревьев. Ствол дерева, охваченный в сумраке направленным лучом света, будет выглядеть очень эффектно и необычно.
2. Качественные характеристики. Фотоэлемент, используемый в солнечных светильниках, изготавливается из кремния, а точнее из его модификаций. Традиционно используется поликристаллический кремний. Он по качеству значительно уступает монокристаллическому кремнию, т. к. эта модификация химического элемента при первом контакте с воздушной средой покрывается оксидной пленкой. Она защищает фотоэлемент от воздействия окружающей среды.
3. Поверхность стекла:
   • гладкое стекло отражает большую часть прямого света и примерно половину рассеянных лучей;
   • структурированное стекла собирает диффузно рассеянное излучение;
   • закаленное стекло обладает наилучшими качествами.

Преимущества садовых светильников на солнечных батареях

• автономность — каждый фонарь быть установлен в любом месте на садовом участке;
• экологичность;
• экономичность — не расходуют электроэнергию;
• простота в установке;
• надежность — аккумуляторы защищены от попадания внутрь грязи, влаги и пыли, поэтому их можно устанавливать возле водоема и в дальних частях сада;
• разнообразие форм и стилей выполнения позволяет использовать садовые фонари в качестве украшения участка;
• не требуется приобретение дополнительного оборудования или комплектующих;
• долгий срок службы.

Недостатки садовых солнечных светильников:

• требуется убирать на зиму, т. к. у них не защищен аккумулятор от низких температур (исключение составляют садовые фонари);
• светильник во время зарядки желательно устанавливать таким образом, чтобы на него падал прямой солнечный свет;
• больше подходят для декоративного освещения;
• светильники достаточно дорого стоят.

Установка и эксплуатация садовых солнечных фонарей

Установка садовых фонарей очень проста. Для установки на ровной поверхности необходимо использовать светильники со специальной ножкой. Если у фонаря ножка выполнена в виде колышка, то его втыкают в землю. В твердой почве предварительно надо выкопать углубление, затем поместить в него фонарь и аккуратно утрамбовать землю со всех сторон. Нельзя использовать молоток и грубую силу. Светильник от этого сломается.

С помощью солнечных фонарей можно выделить:

• садовые дорожки;
• особенности рельефа;
• ступеньки на лестнице;
• зону отдыха (например, беседку, детскую площадку);
• водоемы;
• клумбы и цветники, деревья и кустарники, композиции из растений; ;
• подъездную аллею.

Уход за светильниками заключается в том, чтобы периодически вытирать с них пыль, удалять грязь и убирать на зиму в дом. Несмотря на то, что солнечные светильники очень надежны, может возникнуть необходимость их починки. Сначала требуется проверить уровень заряда солнечной батареи и только потом включать. Если лампочка не включается, необходимо проверить на исправность аккумулятор. Для этого следует зайти в затемненное помещение и проверить места пайки. При обнаружении поврежденного проводка его нужно припаять, используя холодную сварку. Если результаты ремонта отсутствуют или они незначительны, необходимо произвести замену солнечной батареи.

Садовые светильники на солнечных батареях могут стать прекрасной альтернативой электрического освещения в отдаленных участках сада. Разнообразие форм, цветов, размеров позволяет использовать их в ландшафтном дизайне. Выполненные в виде фигур гномов или животных они превосходно дополнят альпийскую горку. В темное время суток такие фонари не только акцентируют внимание на красивых уголках сада. Подсветив ступеньки, можно подниматься или спускаться по лестнице, не опасаясь падения. Фонари можно расставлять группами или хаотично. Какой способ выбрать — зависит только от предпочтений владельца участка.

Небольшой обзор солнечных фонариков

Наверное, многие дачники и владельцы домиков в деревне не раз видели в магазинах и супермаркетах разнообразные фонарики с солнечной батареей и многие не удержались от покупки. Ведь это так интересно — украсить свой участок, чтобы он нарядно смотрелся не только в дневное время, а еще и в вечерние часы. Ведь так красиво смотрятся подсвеченные ночью садовые дорожки и клумбы!

Осторожно, под катом много картинок

Несмотря на всё внешнее разнообразие конструкций солнечных фонариков, их электронная начинка выполнена достаточно типично:

Она состоит из солнечной батареи, печатной платы с электроникой, построенной на микросхемах семейств YX8ХХХ, ANA618, QX5252, светодиода, аккумулятора и выключателя, который в целях удешевления часто заменяется на бумажную чеку, вставляемую между плюсовым контактом аккумулятора и контактом в батарейном отсеке.

В фонариках используются пальчиковые Ni-Cd, или Ni-Mh аккумуляторы формата АА, ААА, или дисковые элементы ёмкостью 80…600 мА/ч, обычно низкого качества, но на сезон их обычно вполне хватает (а если подзаряжать зимой, то даже на 2-3 сезона).

А теперь давайте подробнее остановимся на солнечных батареях. В основном используются два основных типа солнечных элементов, это плёночные панели:

И панели из монокристаллического кремния:

Плёночные элементы не отличаются эффективностью, но в 30 — 100 рублёвых солнечных фонариках, которые в широком ассортименте представлены в торговых сетях, как правило используются именно они, проигрывая по токоотдаче сравнимым по площади панелям из монокристаллического кремния примерно в пять раз.

Солнечные батареи на основе пластин монокристаллического кремния для солнечных фонариков как правило изготавливаются из отходов производства промышленных солнечных панелей и даже в одной партии они могут иметь значительные различия по площади пластин фотоэлементов залитых в прозрачный компаунд. А ведь чем больше их площадь, тем лучше за день зарядится аккумулятор солнечного фонарика, поэтому при покупке, если есть возможность лучше выбрать фонарик с более крупными пластинами фотоэлементов.

Перед покупкой лучше внимательно осмотрите фонарик, его ножку и плафон на наличие трещин, солнечная панель фонарика не должна иметь не каких видимых повреждений. Включите фонарик, для этого нужно снять плафон и передвинуть движок выключателя в положение «ON». Если выключатель отсутствует, то нужно выдернуть чеку, она находится у плюсового контакта аккумулятора. Чтобы фонарик засветился, надо прикрыть фотоэлемент рукой. Если фонарик не светится, то скорее всего его аккумулятор разряжен и лучше выбрать работоспособный фонарик, или отказаться от покупки, ведь аккумулятор умерший от саморазряда ещё в магазине сразу потребует замены, а новый будет стоить не менее 50 рублей, что сравнимо со стоимостью солнечного фонарика.

Как продлить жизнь фонариков

Для того, чтобы ваш солнечный фонарик служил дольше и радовал вас своим светом, нужно защитить его электронную начинку, ведь корпус фонарика не герметичен и туда свободно попадает влага в виде брызг, испарений после дождя, росы. Попав на плату с радиоэлементами под напряжением, влага вызывает процесс электролиза (это выглядит как будто плата ржавеет) разрушая выводы радиоэлементов, пайку, дорожки платы. Для того чтобы защитить плату с радиоэлементами надо в 2 – 3 слоя покрыть её влагостойким лаком, например таким:

Также надо защитить лаком ножки светодиода, микросхемы, провода в местах пайки с платой, контактами аккумулятора и выключателя.

На фотографии фонарик, защищённый таким образом и отработавший около трёх сезонов, — несмотря на ржавый саморез крепления, плата как новенькая!

Основные неисправности

Основными неисправностями солнечных фонариков является окисление контактов аккумулятора и выключателя, а также глубокий разряд аккумулятора. Если фонарик с наступлением сумерек перестал светиться, то для начала надо прокрутить аккумулятор в батарейном отсеке и несколько раз выключить и включить фонарик, чтобы содрать окисел с контактов. Если это не помогает, то потребуется мультиметр, например такой:

Вытащим аккумулятор из отсека и, переключив мультиметр в режим постоянного напряжения с пределом измерения 2 вольта, измерим напряжение на контактах аккумулятора. Если напряжение на аккумуляторе в пределах 1,2…1,5 вольта, то аккумулятор исправен, переключившись в режим «прозвонка» проверим исправность контактов и выключателя, если плата покрыта окислами то отмываем её в спирте. Если же напряжение на аккумуляторе находится в пределах от 0,1 до 1 вольта, то аккумулятор следует зарядить воспользовавшись зарядным устройством, например таким:

Если же напряжение около нуля вольт, то переключившись в режим «прозвонка» проверим аккумулятор и если он звонится как короткое замыкание, то аккумулятор неисправен и его надо заменить. Оптимально взять аккумулятор среднего ценового диапазона от зарекомендовавших себя производителей, например Sanyo, GP, Camelion. Для среднестатистического солнечного фонарика, для аккумулятора типоразмера ААА достаточно емкости не более 300-600 мАч, а для типоразмера АА 600-1000 мАч и нецелесообразно покупать аккумуляторы большой ёмкости, ведь его просто физически невозможно полностью зарядить за световой день от солнечной батареи. Также желательно чтобы аккумулятор был из серии LSD (англ. Low Self-Discharge. Эта аббревиатура была введена в обиход компанией Sanyo, которая разработала и запатентовала технологию производства аккумуляторов с низким саморазрядом.

Как расположить фонарики на участке

Основная ошибка заключается в том, что фонарики располагают в тени деревьев, кустов и строений и недостаточно освещённая солнечная батарея за день просто не успевает зарядить аккумулятор. Так как в фонариках применяются аккумуляторы Ni-Cd и Ni-Mh, то в результате постоянного ежесуточного недозаряда днём и переразряда ночью, начинает вырабатываться так называемый эффект «памяти» в виде обратимой потери ёмкости аккумулятора. Он как будто «помнит», что в предыдущие циклы его ёмкость была использована не полностью и при заряде запасает энергию только до «привычного» ему значения. Поэтому при установке постарайтесь располагать ваши фонарики в солнечных местах, чтобы в течении всего светового дня они заряжались от падающих на них прямых солнечных лучей и избегайте тенистых мест.

Уход за аккумуляторами

В короткие и пасмурные осенние дни фонарики особенно часто выходят из строя из – за повышенной влажности окисляются контакты, а солнце просто не успевает просушить корпус изнутри, солнечные батареи не успевают полностью зарядить аккумуляторы и с наступлением сумерек фонарики светятся всего лишь несколько часов. После нескольких пасмурных дней начинает проявляться эффект «памяти» и для того чтобы избавиться от него надо дать аккумулятору несколько полных циклов разряд-заряд с помощью универсального зарядного устройства, например IMAX B6:

Подключив аккумуляторы с помощью кассеты вроде такой:

Заканчивая дачный сезон фонарики нужно убрать на хранение, предварительно вынув из них аккумуляторы. Хранить фонарики можно в сухом не отапливаемом помещении, например гараже, а вот аккумуляторы лучше хранить при комнатной температуре, заряжая раз в 2-3 месяца при помощи зарядного устройства, а в идеале не просто заряжать, а давать им несколько циклов разряд – заряд.

Источник https://sotka.guru/oformlenie-uchastkov/osveschenie/ulichnye-svetilniki-na-solnechnyh-batareyah-v-sadu.html

Источник https://nashgazon.com/uchastok/svet/sadovye-fonari-na-solnechnyh-batareyah.html

Источник https://habr.com/ru/post/415837/